Mesej reaktor nuklear. Bagaimanakah reaktor nuklear berfungsi?

Reaktor nuklear, prinsip operasi, operasi reaktor nuklear.

Setiap hari kita menggunakan elektrik dan tidak memikirkan bagaimana ia dihasilkan dan bagaimana ia sampai kepada kita. Walau bagaimanapun, ini adalah salah satu bahagian yang paling penting. tamadun moden. Tanpa elektrik tidak akan ada apa-apa - tiada cahaya, tiada haba, tiada pergerakan.

Semua orang tahu bahawa elektrik dijana di loji kuasa, termasuk yang nuklear. Jantung setiap loji tenaga nuklear adalah reaktor nuklear. Inilah yang akan kita lihat dalam artikel ini.

reaktor nuklear, peranti di mana tindak balas rantai nuklear terkawal berlaku dengan pembebasan haba. Peranti ini digunakan terutamanya untuk menjana elektrik dan untuk memandu kapal besar. Untuk membayangkan kuasa dan kecekapan reaktor nuklear, kita boleh memberi contoh. Di mana purata reaktor nuklear memerlukan 30 kilogram uranium, purata loji kuasa haba memerlukan 60 gerabak arang batu atau 40 tangki minyak bahan api.

Prototaip reaktor nuklear telah dibina pada Disember 1942 di Amerika Syarikat di bawah arahan E. Fermi. Ia adalah apa yang dipanggil "timbunan Chicago". Chicago Pile (kemudian perkataan"Pile", bersama-sama dengan makna lain, telah membawa maksud reaktor nuklear). Ia diberi nama ini kerana ia menyerupai timbunan besar blok grafit yang diletakkan satu di atas yang lain.

Di antara blok diletakkan "cecair kerja" berbentuk sfera yang diperbuat daripada uranium semulajadi dan dioksidanya.

Di USSR, reaktor pertama dibina di bawah pimpinan Academician I.V. Kurchatov. Reaktor F-1 telah beroperasi pada 25 Disember 1946. Reaktor itu berbentuk sfera dan mempunyai diameter kira-kira 7.5 meter. Ia tidak mempunyai sistem penyejukan, jadi ia beroperasi pada tahap kuasa yang sangat rendah.

Penyelidikan diteruskan dan pada 27 Jun 1954, loji tenaga nuklear pertama di dunia dengan kapasiti 5 MW mula beroperasi di Obninsk.

Prinsip operasi reaktor nuklear.

Semasa pereputan uranium U 235, haba dibebaskan, disertai dengan pembebasan dua atau tiga neutron. Mengikut statistik – 2.5. Neutron ini berlanggar dengan atom uranium lain U235. Semasa perlanggaran, uranium U 235 bertukar menjadi isotop U 236 yang tidak stabil, yang hampir serta-merta mereput menjadi Kr 92 dan Ba ​​141 + 2-3 neutron yang sama ini. Pereputan itu disertai dengan pembebasan tenaga dalam bentuk sinaran gamma dan haba.

Ini dipanggil tindak balas berantai. Pembelahan atom, bilangan pereputan bertambah janjang geometri, yang akhirnya membawa kepada sepantas kilat, mengikut piawaian kami, pembebasan sejumlah besar tenaga - letupan atom berlaku akibat tindak balas berantai yang tidak terkawal.

Walau bagaimanapun, dalam reaktor nuklear kita sedang berurusan tindak balas nuklear terkawal. Bagaimana ini menjadi mungkin diterangkan di bawah.

Struktur reaktor nuklear.

Pada masa ini, terdapat dua jenis reaktor nuklear: VVER (reaktor kuasa penyejuk air) dan RBMK (reaktor saluran kuasa tinggi). Perbezaannya ialah RBMK adalah reaktor mendidih, manakala VVER menggunakan air di bawah tekanan 120 atmosfera.

Reaktor VVER 1000. 1 - pemacu sistem kawalan; 2 - penutup reaktor; 3 - badan reaktor; 4 - blok paip pelindung (BZT); 5 - aci; 6 - kepungan teras; 7 - pemasangan bahan api (FA) dan rod kawalan;

Setiap reaktor nuklear industri adalah dandang yang melaluinya bahan penyejuk mengalir. Sebagai peraturan, ini adalah air biasa (kira-kira 75% di dunia), grafit cecair (20%) dan air berat (5%). Untuk tujuan eksperimen, berilium telah digunakan dan diandaikan sebagai hidrokarbon.

TVEL– (elemen bahan api). Ini adalah rod dalam cangkang zirkonium dengan aloi niobium, di dalamnya terdapat tablet uranium dioksida.

TVEL raktor RBMK. Reka bentuk elemen bahan api reaktor RBMK: 1 - palam; 2 - tablet uranium dioksida; 3 - cangkang zirkonium; 4 - musim bunga; 5 - sesendal; 6 - tip.

TVEL juga termasuk sistem spring untuk memegang pelet bahan api pada tahap yang sama, yang memungkinkan untuk mengawal selia dengan lebih tepat kedalaman rendaman/penyingkiran bahan api ke dalam teras. Mereka dipasang ke dalam kaset berbentuk heksagon, setiap satunya termasuk beberapa dozen rod bahan api. Bahan penyejuk mengalir melalui saluran dalam setiap kaset.

Batang bahan api dalam kaset diserlahkan dengan warna hijau.

Pemasangan kaset bahan api.

Teras reaktor terdiri daripada beratus-ratus kaset yang diletakkan secara menegak dan disatukan bersama oleh cangkerang logam - badan, yang juga memainkan peranan sebagai pemantul neutron. Di antara kaset, rod kawalan dan rod perlindungan kecemasan reaktor dimasukkan secara berkala, yang direka untuk menutup reaktor sekiranya berlaku terlalu panas.

Mari kita berikan sebagai contoh data pada reaktor VVER-440:

Pengawal boleh bergerak ke atas dan ke bawah, menjunam, atau sebaliknya, meninggalkan zon aktif, di mana tindak balas adalah paling sengit. Ini dipastikan oleh motor elektrik berkuasa, bersama-sama dengan sistem kawalan. Rod perlindungan kecemasan direka untuk menutup reaktor sekiranya berlaku kecemasan, jatuh ke dalam teras dan menyerap lebih banyak neutron bebas.

Setiap reaktor mempunyai penutup yang digunakan dan kaset baru dimuatkan dan dipunggah.

Penebat haba biasanya dipasang di atas kapal reaktor. Halangan seterusnya ialah perlindungan biologi. Ini biasanya kubu konkrit bertetulang, pintu masuknya ditutup dengan kunci udara dengan pintu tertutup. Perlindungan biologi direka untuk menghalang pembebasan wap radioaktif dan kepingan reaktor ke atmosfera jika letupan berlaku.

Letupan nuklear dalam reaktor moden adalah sangat tidak mungkin. Kerana bahan api agak sedikit diperkaya dan dibahagikan kepada elemen bahan api. Walaupun teras cair, bahan api tidak akan dapat bertindak balas secara aktif. Yang paling teruk boleh berlaku ialah letupan haba seperti di Chernobyl, apabila tekanan dalam reaktor mencapai nilai sedemikian sehingga selongsong logam pecah, dan penutup reaktor, seberat 5,000 tan, membuat lompatan terbalik, menembusi bumbung petak reaktor dan melepaskan wap di luar. Jika loji janakuasa nuklear Chernobyl telah dilengkapi dengan perlindungan biologi yang betul, seperti sarkofagus hari ini, maka bencana itu akan mengurangkan kos manusia.

Operasi loji tenaga nuklear.

Secara ringkasnya, inilah rupa raboboa.

Loji kuasa nuklear. (Boleh diklik)

Selepas memasuki teras reaktor menggunakan pam, air dipanaskan dari 250 hingga 300 darjah dan keluar dari "sebelah lain" reaktor. Ini dipanggil litar pertama. Selepas itu ia dihantar ke penukar haba, di mana ia bertemu dengan litar kedua. Selepas itu wap di bawah tekanan mengalir ke bilah turbin. Turbin menjana tenaga elektrik.

Pada pertengahan abad ke-20, perhatian manusia tertumpu pada atom dan penjelasan saintis tentang tindak balas nuklear, yang pada mulanya mereka memutuskan untuk digunakan untuk tujuan ketenteraan, mencipta bom nuklear pertama menurut Projek Manhattan. Tetapi pada 50-an abad ke-20, reaktor nuklear di USSR digunakan untuk tujuan damai. Umum mengetahui bahawa pada 27 Jun 1954, loji tenaga nuklear pertama di dunia dengan kapasiti 5000 kW memasuki perkhidmatan kemanusiaan. Hari ini, reaktor nuklear memungkinkan untuk menjana elektrik sebanyak 4000 MW atau lebih, iaitu, 800 kali lebih daripada setengah abad yang lalu.

Apakah reaktor nuklear: definisi asas dan komponen utama unit

Reaktor nuklear ialah unit khas yang menghasilkan tenaga hasil daripada mengekalkan tindak balas nuklear terkawal dengan betul. Ia dibenarkan untuk menggunakan perkataan "atom" dalam kombinasi dengan perkataan "reaktor". Ramai secara amnya menganggap konsep "nuklear" dan "atom" sebagai sinonim, kerana mereka tidak menemui perbezaan asas di antara mereka. Tetapi wakil sains cenderung kepada kombinasi yang lebih betul - "reaktor nuklear".

Menarik fakta! Tindak balas nuklear boleh berlaku dengan pembebasan atau penyerapan tenaga.

Komponen utama dalam reka bentuk reaktor nuklear adalah elemen berikut:

• Moderator;
• Batang kawalan;
• Batang yang mengandungi campuran diperkaya isotop uranium;
• Unsur pelindung khas terhadap sinaran;
• Bahan penyejuk;
• Penjana wap;
• Turbin;
• Penjana;
• Kapasitor;
• Bahan api nuklear.

Apakah prinsip asas operasi reaktor nuklear yang ditentukan oleh ahli fizik dan mengapa ia tidak tergoyahkan

Prinsip operasi asas reaktor nuklear adalah berdasarkan keanehan manifestasi tindak balas nuklear. Pada saat proses nuklear rantaian fizikal standard, zarah berinteraksi dengan nukleus atom, akibatnya, nukleus bertukar menjadi yang baru dengan pembebasan zarah sekunder, yang dipanggil oleh saintis gamma quanta. Semasa tindak balas rantai nuklear, sejumlah besar tenaga haba dibebaskan. Ruang di mana tindak balas berantai berlaku dipanggil teras reaktor.

Menarik fakta! Zon aktif secara luaran menyerupai dandang di mana air biasa mengalir, bertindak sebagai penyejuk.

Untuk mengelakkan kehilangan neutron, kawasan teras reaktor dikelilingi oleh pemantul neutron khas. Tugas utamanya ialah menolak kebanyakan neutron yang dipancarkan ke dalam teras. Bahan yang sama yang berfungsi sebagai moderator biasanya digunakan sebagai pemantul.

Kawalan utama reaktor nuklear berlaku menggunakan rod kawalan khas. Adalah diketahui bahawa rod ini dimasukkan ke dalam teras reaktor dan mewujudkan semua keadaan untuk operasi unit. Biasanya rod kawalan dibuat daripada sebatian kimia boron dan kadmium. Mengapa unsur-unsur tertentu ini digunakan? Ya, semuanya kerana boron atau kadmium dapat menyerap neutron haba dengan berkesan. Dan sebaik sahaja pelancaran dirancang, mengikut prinsip operasi reaktor nuklear, rod kawalan dimasukkan ke dalam teras. Tugas utama mereka adalah untuk menyerap sebahagian besar neutron, dengan itu mencetuskan perkembangan tindak balas berantai. Hasilnya harus mencapai tahap yang dikehendaki. Apabila kuasa meningkat melebihi paras yang ditetapkan, mesin automatik dihidupkan, semestinya merendam rod kawalan jauh ke dalam teras reaktor.

Oleh itu, menjadi jelas bahawa kawalan atau rod kawalan bermain peranan penting dalam pengendalian reaktor nuklear haba.

Dan untuk mengurangkan kebocoran neutron, teras reaktor dikelilingi oleh pemantul neutron, yang melemparkan jisim ketara neutron yang terlepas bebas ke dalam teras. Reflektor biasanya menggunakan bahan yang sama seperti moderator.

Menurut piawaian, nukleus atom bahan penyederhana mempunyai jisim yang agak kecil, sehingga apabila berlanggar dengan nukleus ringan, neutron yang terdapat dalam rantai kehilangan lebih banyak tenaga daripada apabila berlanggar dengan nukleus yang berat. Moderator yang paling biasa ialah air biasa atau grafit.

Menarik fakta! Neutron dalam proses tindak balas nuklear dicirikan oleh kelajuan pergerakan yang sangat tinggi, itulah sebabnya penyederhana diperlukan untuk menggalakkan neutron kehilangan sebahagian daripada tenaga mereka.

Tiada satu reaktor di dunia boleh berfungsi secara normal tanpa bantuan penyejuk, kerana tujuannya adalah untuk mengeluarkan tenaga yang dijana dalam jantung reaktor. Cecair atau gas mesti digunakan sebagai penyejuk, kerana ia tidak mampu menyerap neutron. Mari kita berikan contoh penyejuk untuk reaktor nuklear padat - air, karbon dioksida, dan kadang-kadang juga logam natrium cecair.

Oleh itu, prinsip operasi reaktor nuklear sepenuhnya berdasarkan undang-undang tindak balas berantai dan perjalanannya. Semua komponen reaktor - penyederhana, rod, penyejuk, bahan api nuklear - melaksanakan tugas yang diberikan, memastikan operasi normal reaktor.

Apakah bahan api yang digunakan untuk reaktor nuklear dan mengapa unsur kimia ini dipilih

Bahan api utama dalam reaktor boleh menjadi isotop uranium, plutonium atau torium.

Kembali pada tahun 1934, F. Joliot-Curie, setelah memerhatikan proses pembelahan nukleus uranium, menyedari bahawa akibat tindak balas kimia, nukleus uranium dibahagikan kepada serpihan-nukleus dan dua atau tiga neutron bebas. Ini bermakna terdapat kemungkinan neutron bebas akan bergabung dengan nukleus uranium lain dan mencetuskan pembelahan yang lain. Jadi, seperti yang diramalkan oleh tindak balas berantai: enam hingga sembilan neutron akan dibebaskan daripada tiga nukleus uranium, dan mereka akan sekali lagi bergabung dengan nukleus yang baru terbentuk. Dan seterusnya ad infinitum.

Penting untuk diingat! Neutron yang muncul semasa pembelahan nuklear mampu mencetuskan pembelahan nukleus isotop uranium dengan nombor jisim 235, dan untuk memusnahkan nukleus isotop uranium dengan nombor jisim 238, tenaga yang dijana semasa proses pereputan mungkin tidak mencukupi. .

Uranium nombor 235 jarang ditemui di alam semula jadi. Bahagiannya menyumbang hanya 0.7%, tetapi uranium-238 semula jadi menduduki niche yang lebih luas dan membentuk 99.3%.

Walaupun sebilangan kecil uranium-235 dalam alam semula jadi, ahli fizik dan ahli kimia masih tidak boleh menolaknya, kerana ia paling berkesan untuk operasi reaktor nuklear, mengurangkan kos pengeluaran tenaga untuk manusia.

Bilakah reaktor nuklear pertama muncul dan di manakah ia biasa digunakan hari ini?

Pada tahun 1919, ahli fizik telahpun berjaya apabila Rutherford menemui dan menerangkan proses pembentukan proton yang bergerak hasil daripada perlanggaran zarah alfa dengan nukleus atom nitrogen. Penemuan ini bermakna nukleus isotop nitrogen, hasil daripada perlanggaran dengan zarah alfa, telah diubah menjadi nukleus isotop oksigen.

Sebelum reaktor nuklear pertama muncul, dunia mempelajari beberapa undang-undang baru fizik yang menangani semua aspek penting tindak balas nuklear. Oleh itu, pada tahun 1934, F. Joliot-Curie, H. Halban, L. Kowarski mula-mula mencadangkan kepada masyarakat dan kalangan saintis dunia satu andaian teori dan asas bukti tentang kemungkinan menjalankan tindak balas nuklear. Semua eksperimen adalah berkaitan dengan pemerhatian pembelahan nukleus uranium.

Pada tahun 1939, E. Fermi, I. Joliot-Curie, O. Gan, O. Frisch menjejaki tindak balas pembelahan nukleus uranium apabila dihujani dengan neutron. Semasa penyelidikan, saintis mendapati bahawa apabila satu neutron dipercepatkan mengenai nukleus uranium, nukleus sedia ada dibahagikan kepada dua atau tiga bahagian.

Tindak balas berantai telah terbukti secara praktikal pada pertengahan abad ke-20. Para saintis berjaya membuktikan pada tahun 1939 bahawa pembelahan satu nukleus uranium membebaskan kira-kira 200 MeV tenaga. Tetapi kira-kira 165 MeV diperuntukkan kepada tenaga kinetik nukleus serpihan, dan selebihnya dibawa oleh gamma quanta. Penemuan ini membuat satu kejayaan dalam fizik kuantum.

E. Fermi meneruskan kerja dan penyelidikannya selama beberapa tahun lagi dan melancarkan reaktor nuklear pertama pada tahun 1942 di Amerika Syarikat. Projek yang dilaksanakan dinamakan "Chicago Woodpile" dan diletakkan di atas landasan. Pada 5 September 1945, Kanada melancarkan reaktor nuklear ZEEPnya. Benua Eropah tidak jauh ketinggalan, dan pada masa yang sama pemasangan F-1 sedang dibina. Dan untuk orang Rusia ada satu lagi tarikh yang tidak dapat dilupakan– Pada 25 Disember 1946, sebuah reaktor dilancarkan di Moscow di bawah pimpinan I. Kurchatov. Ini bukanlah reaktor nuklear yang paling berkuasa, tetapi ia adalah permulaan penguasaan manusia terhadap atom.

Untuk tujuan damai, reaktor nuklear saintifik telah dicipta pada tahun 1954 di USSR. Kapal aman pertama di dunia dengan loji kuasa nuklear - pemecah ais nuklear"Lenin" - dibina di Kesatuan Soviet pada tahun 1959. Dan satu lagi pencapaian negara kita ialah pemecah ais nuklear "Arktika". Kapal permukaan ini adalah yang pertama di dunia yang sampai ke Kutub Utara. Ini berlaku pada tahun 1975.

Reaktor nuklear mudah alih pertama menggunakan neutron perlahan.

Di manakah reaktor nuklear digunakan dan apakah jenis yang digunakan oleh manusia?

• reaktor perindustrian. Ia digunakan untuk menjana tenaga di loji kuasa nuklear.
• Reaktor nuklear bertindak sebagai unit pendorong untuk kapal selam nuklear.
• Reaktor eksperimen (mudah alih, kecil). Tiada satu zaman moden pun boleh berlalu tanpa mereka. pengalaman saintifik atau penyelidikan.

Hari ini, dunia saintifik telah belajar untuk penyahgaraman dengan bantuan reaktor khas. air laut, menyediakan penduduk dengan air minuman berkualiti tinggi. Terdapat banyak reaktor nuklear yang beroperasi di Rusia. Justeru, mengikut statistik, sehingga 2018, kira-kira 37 unit beroperasi di negeri ini.

Dan mengikut klasifikasi mereka boleh seperti berikut:

• Penyelidikan (sejarah). Ini termasuk stesen F-1, yang dicipta sebagai tapak eksperimen untuk pengeluaran plutonium. I.V. Kurchatov bekerja di F-1 dan mengetuai reaktor fizikal pertama.
• Penyelidikan (aktif).
• gudang senjata. Sebagai contoh reaktor - A-1, yang turun dalam sejarah sebagai reaktor pertama dengan penyejukan. Kuasa masa lalu reaktor nuklear adalah kecil, tetapi berfungsi.
• Tenaga.
• kapal. Adalah diketahui bahawa pada kapal dan kapal selam, atas keperluan dan kemungkinan teknikal, reaktor logam sejuk air atau cecair digunakan.
• Angkasa. Sebagai contoh, mari kita panggil pemasangan "Yenisei" dihidupkan kapal angkasa, yang akan dimainkan jika perlu untuk mengekstrak tenaga tambahan, dan ia perlu diperoleh menggunakan panel solar dan sumber isotop.

Oleh itu, topik reaktor nuklear agak luas, dan oleh itu memerlukan kajian dan pemahaman yang mendalam tentang undang-undang fizik kuantum. Tetapi kepentingan reaktor nuklear untuk tenaga dan ekonomi negara sudah, sudah pasti, dikelilingi oleh aura kegunaan dan faedah.

Peranti dan prinsip operasi adalah berdasarkan permulaan dan kawalan tindak balas nuklear yang mampan sendiri. Ia digunakan sebagai alat penyelidikan, untuk menghasilkan isotop radioaktif, dan sebagai sumber tenaga untuk loji kuasa nuklear.

prinsip operasi (secara ringkas)

Ini menggunakan proses di mana nukleus berat terpecah kepada dua serpihan yang lebih kecil. Serpihan ini berada dalam keadaan sangat teruja dan mengeluarkan neutron, zarah subatom dan foton lain. Neutron boleh menyebabkan pembelahan baru, menyebabkan lebih banyak daripadanya dipancarkan, dan sebagainya. Siri perpecahan berterusan yang berterusan sedemikian dipanggil tindak balas berantai. Pada masa yang sama, ia menonjol sejumlah besar tenaga, pengeluarannya adalah tujuan menggunakan loji tenaga nuklear.

Prinsip operasi reaktor nuklear adalah sedemikian rupa sehingga kira-kira 85% tenaga pembelahan dibebaskan dalam tempoh masa yang sangat singkat selepas permulaan tindak balas. Selebihnya dihasilkan oleh pereputan radioaktif produk pembelahan selepas ia mengeluarkan neutron. Pereputan radioaktif ialah proses di mana atom mencapai keadaan yang lebih stabil. Ia berterusan selepas pembahagian selesai.

Dalam bom atom, tindak balas berantai meningkat dalam keamatan sehingga ia rosak kebanyakan daripada bahan. Ini berlaku sangat cepat, menghasilkan sangat letupan yang kuat, ciri-ciri bom tersebut. Reka bentuk dan prinsip operasi reaktor nuklear adalah berdasarkan mengekalkan tindak balas berantai pada tahap terkawal, hampir malar. Ia direka sedemikian rupa sehingga ia akan meletup seperti bom atom, tak boleh.

Tindak balas rantai dan kritikal

Fizik reaktor pembelahan nuklear ialah tindak balas berantai ditentukan oleh kebarangkalian nukleus terpecah selepas neutron dipancarkan. Jika populasi yang terakhir berkurangan, maka kadar pembahagian akhirnya akan turun kepada sifar. Dalam kes ini, reaktor akan berada dalam keadaan subkritikal. Jika populasi neutron dikekalkan pada tahap malar, maka kadar pembelahan akan kekal stabil. Reaktor akan berada dalam keadaan kritikal. Akhirnya, jika populasi neutron bertambah dari semasa ke semasa, kadar pembelahan dan kuasa akan meningkat. Keadaan teras akan menjadi superkritikal.

Prinsip operasi reaktor nuklear adalah seperti berikut. Sebelum pelancarannya, populasi neutron hampir kepada sifar. Operator kemudian mengeluarkan rod kawalan dari teras, meningkatkan pembelahan nuklear, yang menolak reaktor ke dalam keadaan superkritikal buat sementara waktu. Selepas mencapai kuasa terkadar, pengendali memulangkan sebahagian rod kawalan, melaraskan bilangan neutron. Selepas itu, reaktor dikekalkan dalam keadaan kritikal. Apabila ia perlu dihentikan, pengendali memasukkan rod sepanjang jalan. Ini menyekat pembelahan dan memindahkan teras kepada keadaan subkritikal.

Jenis reaktor

Kebanyakan loji tenaga nuklear dunia adalah loji kuasa, menjana haba yang diperlukan untuk memutar turbin yang memacu penjana kuasa elektrik. Terdapat juga banyak reaktor penyelidikan, dan sesetengah negara mempunyai kapal selam atau kapal permukaan yang dikuasakan oleh tenaga atom.

Pemasangan tenaga

Terdapat beberapa jenis reaktor jenis ini, tetapi reka bentuk air ringan digunakan secara meluas. Sebaliknya, ia boleh menggunakan air bertekanan atau air mendidih. Dalam kes pertama, cecair di bawah tekanan tinggi dipanaskan oleh haba zon aktif dan memasuki penjana stim. Di sana, haba dari litar primer dipindahkan ke litar sekunder, yang juga mengandungi air. Stim yang dijana akhirnya berfungsi sebagai bendalir kerja dalam kitaran turbin stim.

Reaktor air mendidih beroperasi pada prinsip kitaran tenaga langsung. Air yang melalui inti dididihkan pada tekanan sederhana. Stim tepu melalui satu siri pemisah dan pengering yang terletak di dalam bekas reaktor, yang menyebabkan ia menjadi terlalu panas. Wap air panas lampau kemudiannya digunakan sebagai bendalir kerja untuk memutar turbin.

Gas suhu tinggi disejukkan

Reaktor penyejuk gas suhu tinggi (HTGR) ialah reaktor nuklear yang prinsip operasinya adalah berdasarkan penggunaan campuran grafit dan mikrosfera bahan api sebagai bahan api. Terdapat dua reka bentuk yang bersaing:

• sistem "isi" Jerman yang menggunakan unsur bahan api sfera dengan diameter 60 mm, yang merupakan campuran grafit dan bahan api dalam cengkerang grafit;
• versi Amerika dalam bentuk prisma heksagon grafit yang saling mengunci untuk mencipta teras.

Dalam kedua-dua kes, penyejuk terdiri daripada helium di bawah tekanan kira-kira 100 atmosfera. Dalam sistem Jerman, helium melalui celah dalam lapisan unsur bahan api sfera, dan dalam sistem Amerika, helium melalui lubang dalam prisma grafit yang terletak di sepanjang paksi zon tengah reaktor. Kedua-dua pilihan boleh beroperasi pada suhu yang sangat tinggi, kerana grafit sangat tinggi suhu tinggi pemejalwapan, dan helium adalah lengai secara kimia sepenuhnya. Helium panas boleh digunakan secara langsung sebagai cecair kerja dalam turbin gas pada suhu tinggi atau habanya boleh digunakan untuk menjana wap kitar air.

Logam cecair dan prinsip kerja

Reaktor neutron cepat yang disejukkan natrium mendapat perhatian khusus perhatian yang besar pada tahun 1960-1970an. Nampaknya keupayaan pembiakan mereka tidak lama lagi diperlukan untuk menghasilkan bahan api bagi industri nuklear yang berkembang pesat. Apabila menjadi jelas pada tahun 1980-an bahawa jangkaan ini tidak realistik, semangat itu berkurangan. Walau bagaimanapun, beberapa reaktor jenis ini telah dibina di Amerika Syarikat, Rusia, Perancis, Great Britain, Jepun dan Jerman. Kebanyakannya menggunakan uranium dioksida atau campurannya dengan plutonium dioksida. Di Amerika Syarikat, bagaimanapun, kejayaan terbesar telah dicapai dengan bahan api logam.

CANDU

Kanada menumpukan usahanya pada reaktor yang menggunakan uranium semula jadi. Ini menghapuskan keperluan untuk menggunakan perkhidmatan negara lain untuk memperkayakannya. Hasil daripada dasar ini ialah reaktor deuterium-uranium (CANDU). Ia dikawal dan disejukkan dengan air berat. Reka bentuk dan prinsip operasi reaktor nuklear terdiri daripada menggunakan takungan D 2 O sejuk pada tekanan atmosfera. Teras ditembusi oleh paip yang diperbuat daripada aloi zirkonium yang mengandungi bahan api uranium semulajadi, yang melaluinya air berat yang menyejukkan ia beredar. Elektrik dihasilkan dengan memindahkan haba pembelahan dalam air berat kepada penyejuk yang beredar melalui penjana stim. Stim dalam litar sekunder kemudiannya melalui kitaran turbin konvensional.

Kemudahan penyelidikan

Untuk kajian saintifik Selalunya, reaktor nuklear digunakan, prinsip operasinya ialah penggunaan penyejukan air dan unsur bahan api uranium berbentuk plat dalam bentuk pemasangan. Mampu beroperasi pada pelbagai tahap kuasa, daripada beberapa kilowatt hingga ratusan megawatt. Oleh kerana penjanaan kuasa bukanlah tujuan utama reaktor penyelidikan, ia dicirikan oleh tenaga haba yang dihasilkan, ketumpatan dan tenaga nominal neutron teras. Parameter inilah yang membantu mengukur keupayaan reaktor penyelidikan untuk menjalankan penyelidikan khusus. Sistem kuasa rendah biasanya ditemui di universiti dan digunakan untuk pengajaran, manakala sistem kuasa tinggi diperlukan di makmal penyelidikan untuk bahan dan ujian prestasi dan penyelidikan am.

Yang paling biasa ialah reaktor nuklear penyelidikan, struktur dan prinsip operasinya adalah seperti berikut. Terasnya terletak di dasar kolam air yang besar dan dalam. Ini memudahkan pemerhatian dan penempatan saluran yang melaluinya rasuk neutron boleh diarahkan. Pada tahap kuasa rendah tidak perlu mengepam penyejuk kerana perolakan semulajadi penyejuk menyediakan penyingkiran haba yang mencukupi untuk mengekalkan keadaan operasi yang selamat. Penukar haba biasanya terletak di permukaan atau di bahagian atas kolam di mana air panas terkumpul.

Pemasangan kapal

Aplikasi asal dan utama reaktor nuklear adalah penggunaannya dalam kapal selam. Kelebihan utama mereka ialah, tidak seperti sistem pembakaran bahan api fosil, mereka tidak memerlukan udara untuk menjana elektrik. Oleh itu, kapal selam nuklear boleh kekal tenggelam untuk jangka masa yang lama, manakala kapal selam diesel-elektrik konvensional mesti naik ke permukaan secara berkala untuk menyalakan enjinnya di udara. memberi kelebihan strategik kepada kapal tentera laut. Berkat itu, tidak perlu mengisi minyak di pelabuhan asing atau dari kapal tangki yang mudah terdedah.

Prinsip operasi reaktor nuklear pada kapal selam dikelaskan. Walau bagaimanapun, diketahui bahawa di Amerika Syarikat ia menggunakan uranium yang sangat diperkaya, dan diperlahankan dan disejukkan oleh air ringan. Reka bentuk reaktor kapal selam nuklear pertama, USS Nautilus, banyak dipengaruhi oleh kemudahan penyelidikan yang berkuasa. miliknya ciri-ciri yang unik adalah rizab kereaktifan yang sangat besar, menyediakan tempoh operasi yang panjang tanpa mengisi minyak dan keupayaan untuk dimulakan semula selepas berhenti. Loji janakuasa dalam kapal selam mestilah sangat sunyi untuk mengelakkan pengesanan. Untuk memenuhi keperluan khusus kelas kapal selam yang berbeza, model loji kuasa yang berbeza telah dicipta.

Kapal pengangkut pesawat Tentera Laut AS menggunakan reaktor nuklear, yang prinsip operasinya dipercayai dipinjam daripada kapal selam terbesar. Perincian reka bentuk mereka juga belum diterbitkan.

Selain Amerika Syarikat, Great Britain, Perancis, Rusia, China dan India mempunyai kapal selam nuklear. Dalam setiap kes, reka bentuk tidak didedahkan, tetapi dipercayai bahawa mereka semua sangat serupa - ini adalah akibat daripada keperluan yang sama untuk mereka spesifikasi teknikal. Rusia juga mempunyai armada kecil yang menggunakan reaktor yang sama seperti kapal selam Soviet.

Pemasangan industri

Untuk tujuan pengeluaran, reaktor nuklear digunakan, prinsip operasinya ialah prestasi tinggi pada tahap pengeluaran tenaga yang rendah. Ini disebabkan oleh fakta bahawa plutonium tinggal lama dalam teras membawa kepada pengumpulan 240 Pu yang tidak diingini.

Pengeluaran tritium

Pada masa ini, bahan utama yang dihasilkan oleh sistem sedemikian ialah tritium (3H atau T) - caj untuk Plutonium-239 mempunyai separuh hayat yang panjang 24,100 tahun, jadi negara yang mempunyai senjata senjata nuklear Mereka yang menggunakan elemen ini biasanya mempunyai lebih daripada yang diperlukan. Tidak seperti 239 Pu, tritium mempunyai separuh hayat kira-kira 12 tahun. Oleh itu, untuk mengekalkan bekalan yang diperlukan, isotop radioaktif hidrogen ini mesti dihasilkan secara berterusan. Di Amerika Syarikat, Sungai Savannah (South Carolina), misalnya, mengendalikan beberapa reaktor air berat yang menghasilkan tritium.

Unit kuasa terapung

Reaktor nuklear telah dicipta yang boleh membekalkan elektrik dan pemanasan wap ke kawasan terpencil yang terpencil. Di Rusia, sebagai contoh, loji janakuasa kecil yang direka khusus untuk memberi perkhidmatan kepada penempatan Artik telah digunakan. Di China, 10 MW HTR-10 membekalkan haba dan kuasa kepada institut penyelidikan di mana ia berada. Pembangunan reaktor kecil yang dikawal secara automatik dengan keupayaan serupa sedang dijalankan di Sweden dan Kanada. Antara 1960 dan 1972, Tentera AS menggunakan reaktor air padat untuk menggerakkan pangkalan terpencil di Greenland dan Antartika. Mereka digantikan oleh loji janakuasa minyak.

Penaklukan ruang

Di samping itu, reaktor telah dibangunkan untuk bekalan kuasa dan pergerakan di angkasa lepas. Antara 1967 dan 1988 Kesatuan Soviet memasang unit nuklear kecil pada satelit siri Cosmos untuk menggerakkan peralatan dan telemetri, tetapi dasar ini telah menjadi sasaran kritikan. Oleh sekurang-kurangnya salah satu daripada satelit ini memasuki atmosfera Bumi, mengakibatkan pencemaran radioaktif di kawasan terpencil di Kanada. Amerika Syarikat telah melancarkan hanya satu satelit berkuasa nuklear, pada tahun 1965. Walau bagaimanapun, projek untuk kegunaannya dalam penerbangan angkasa lepas jarak jauh, penerokaan manusia planet lain, atau di pangkalan bulan kekal terus dibangunkan. Ini semestinya merupakan reaktor nuklear logam yang disejukkan dengan gas atau cecair, yang prinsip fizikalnya akan memberikan suhu tertinggi yang diperlukan untuk meminimumkan saiz radiator. Di samping itu, reaktor untuk teknologi angkasa mestilah padat yang mungkin untuk meminimumkan jumlah bahan yang digunakan untuk melindungi dan mengurangkan berat semasa pelancaran dan penerbangan angkasa lepas. Bekalan bahan api akan memastikan operasi reaktor sepanjang tempoh penerbangan angkasa lepas.

Setiap hari kita menggunakan elektrik dan tidak memikirkan bagaimana ia dihasilkan dan bagaimana ia sampai kepada kita. Namun begitu, ia adalah salah satu bahagian terpenting dalam tamadun moden. Tanpa elektrik tidak akan ada apa-apa - tiada cahaya, tiada haba, tiada pergerakan.

Semua orang tahu bahawa elektrik dijana di loji kuasa, termasuk yang nuklear. Jantung setiap loji tenaga nuklear adalah reaktor nuklear. Inilah yang akan kita lihat dalam artikel ini.

reaktor nuklear, peranti di mana tindak balas rantai nuklear terkawal berlaku dengan pembebasan haba. Peranti ini digunakan terutamanya untuk menjana elektrik dan untuk memandu kapal besar. Untuk membayangkan kuasa dan kecekapan reaktor nuklear, kita boleh memberi contoh. Di mana purata reaktor nuklear memerlukan 30 kilogram uranium, purata loji kuasa haba memerlukan 60 gerabak arang batu atau 40 tangki minyak bahan api.

Prototaip reaktor nuklear telah dibina pada Disember 1942 di Amerika Syarikat di bawah arahan E. Fermi. Ia adalah apa yang dipanggil "timbunan Chicago". Chicago Pile (kemudian perkataan"Pile", bersama-sama dengan makna lain, telah membawa maksud reaktor nuklear). Ia diberi nama ini kerana ia menyerupai timbunan besar blok grafit yang diletakkan satu di atas yang lain.

Di antara blok diletakkan "cecair kerja" berbentuk sfera yang diperbuat daripada uranium semulajadi dan dioksidanya.

Di USSR, reaktor pertama dibina di bawah pimpinan Academician I.V. Kurchatov. Reaktor F-1 telah beroperasi pada 25 Disember 1946. Reaktor itu berbentuk sfera dan mempunyai diameter kira-kira 7.5 meter. Ia tidak mempunyai sistem penyejukan, jadi ia beroperasi pada tahap kuasa yang sangat rendah.

Penyelidikan diteruskan dan pada 27 Jun 1954, loji tenaga nuklear pertama di dunia dengan kapasiti 5 MW mula beroperasi di Obninsk.

Prinsip operasi reaktor nuklear.

Semasa pereputan uranium U 235, haba dibebaskan, disertai dengan pembebasan dua atau tiga neutron. Mengikut statistik - 2.5. Neutron ini berlanggar dengan atom uranium lain U235. Semasa perlanggaran, uranium U 235 bertukar menjadi isotop U 236 yang tidak stabil, yang hampir serta-merta mereput menjadi Kr 92 dan Ba ​​141 + 2-3 neutron yang sama ini. Pereputan itu disertai dengan pembebasan tenaga dalam bentuk sinaran gamma dan haba.

Ini dipanggil tindak balas berantai. Atom membahagi, bilangan pereputan meningkat secara eksponen, yang akhirnya membawa kepada sepantas kilat, mengikut piawaian kami, pembebasan sejumlah besar tenaga - letupan atom berlaku akibat tindak balas berantai yang tidak terkawal.

Walau bagaimanapun, dalam reaktor nuklear kita sedang berurusan tindak balas nuklear terkawal. Bagaimana ini menjadi mungkin diterangkan lebih lanjut.

Struktur reaktor nuklear.

Pada masa ini, terdapat dua jenis reaktor nuklear: VVER (reaktor kuasa penyejuk air) dan RBMK (reaktor saluran kuasa tinggi). Perbezaannya ialah RBMK ialah reaktor mendidih, dan VVER menggunakan air di bawah tekanan 120 atmosfera.

Reaktor VVER 1000. 1 - pemacu sistem kawalan; 2 - penutup reaktor; 3 - badan reaktor; 4 - blok paip pelindung (BZT); 5 - aci; 6 - kepungan teras; 7 - pemasangan bahan api (FA) dan rod kawalan;

Setiap reaktor nuklear industri adalah dandang yang melaluinya bahan penyejuk mengalir. Sebagai peraturan, ini adalah air biasa (kira-kira 75% di dunia), grafit cecair (20%) dan air berat (5%). Untuk tujuan eksperimen, berilium telah digunakan dan diandaikan sebagai hidrokarbon.

TVEL- (elemen bahan api). Ini adalah rod dalam cangkang zirkonium dengan aloi niobium, di dalamnya terdapat tablet uranium dioksida.

Batang bahan api dalam kaset diserlahkan dengan warna hijau.

Pemasangan kaset bahan api.

Teras reaktor terdiri daripada beratus-ratus kaset yang diletakkan secara menegak dan disatukan bersama oleh cangkerang logam - badan, yang juga memainkan peranan sebagai pemantul neutron. Di antara kaset, rod kawalan dan rod perlindungan kecemasan reaktor dimasukkan secara berkala, yang direka untuk menutup reaktor sekiranya berlaku terlalu panas.

Mari kita berikan sebagai contoh data pada reaktor VVER-440:

Pengawal boleh bergerak ke atas dan ke bawah, menjunam, atau sebaliknya, meninggalkan zon aktif, di mana tindak balas adalah paling sengit. Ini dipastikan oleh motor elektrik berkuasa, bersama-sama dengan sistem kawalan. Rod perlindungan kecemasan direka untuk menutup reaktor sekiranya berlaku kecemasan, jatuh ke dalam teras dan menyerap lebih banyak neutron bebas.

Setiap reaktor mempunyai penutup yang digunakan dan kaset baru dimuatkan dan dipunggah.

Penebat haba biasanya dipasang di atas kapal reaktor. Halangan seterusnya ialah perlindungan biologi. Ini biasanya kubu konkrit bertetulang, pintu masuknya ditutup dengan kunci udara dengan pintu tertutup. Perlindungan biologi direka untuk menghalang pembebasan wap radioaktif dan kepingan reaktor ke atmosfera jika letupan berlaku.

Letupan nuklear dalam reaktor moden adalah sangat tidak mungkin. Kerana bahan api agak sedikit diperkaya dan dibahagikan kepada elemen bahan api. Walaupun teras cair, bahan api tidak akan dapat bertindak balas secara aktif. Yang paling teruk boleh berlaku ialah letupan haba seperti di Chernobyl, apabila tekanan dalam reaktor mencapai nilai sedemikian sehingga selongsong logam pecah, dan penutup reaktor, seberat 5,000 tan, membuat lompatan terbalik, menembusi bumbung petak reaktor dan melepaskan wap di luar. Jika loji janakuasa nuklear Chernobyl telah dilengkapi dengan perlindungan biologi yang betul, seperti sarkofagus hari ini, maka bencana itu akan mengurangkan kos manusia.

Operasi loji tenaga nuklear.

Secara ringkasnya, inilah rupa raboboa.

Loji kuasa nuklear. (Boleh diklik)

Selepas memasuki teras reaktor menggunakan pam, air dipanaskan dari 250 hingga 300 darjah dan keluar dari "sebelah lain" reaktor. Ini dipanggil litar pertama. Selepas itu ia dihantar ke penukar haba, di mana ia bertemu dengan litar kedua. Selepas itu wap di bawah tekanan mengalir ke bilah turbin. Turbin menjana tenaga elektrik.

Juga, jika perlu, cepat sejukkan reaktor, ia digunakan sebaldi air Dan ais.

Penyejukan reaktor nuklear (sehingga versi 1.106)

• Rod penyejuk boleh menyimpan 10,000 eT dan menyejukkan sebanyak 1 eT setiap saat.
• Pelapisan reaktor juga menyimpan 10,000 eT, menyejukkan setiap saat dengan peluang 10% sebanyak 1 eT (secara purata 0.1 eT). Melalui thermoplates, unsur bahan api dan pengedar haba boleh mengedarkan haba kepada bilangan yang lebih besar unsur penyejukan.
• Penyebar haba menyimpan 10,000 eT, dan juga mengimbangi tahap haba elemen berdekatan, tetapi mengagihkan semula tidak lebih daripada 6 eT/s kepada setiap satu. Ia juga mengagihkan semula haba kepada badan, sehingga 25 eT/s.
• Penyejukan pasif.

• Setiap blok udara yang mengelilingi reaktor dalam kawasan 3x3x3 di sekeliling reaktor nuklear menyejukkan kapal sebanyak 0.25 eT/s, dan setiap blok air menyejukkan sebanyak 1 eT/s.
• Di samping itu, reaktor itu sendiri disejukkan sebanyak 1 eT/s, terima kasih kepada sistem pengudaraan dalaman.
• Setiap ruang reaktor tambahan juga berventilasi dan menyejukkan perumah dengan 2 eT/s lagi.
• Tetapi jika terdapat blok lava (sumber atau aliran) dalam zon 3x3x3, maka ia mengurangkan penyejukan badan kapal sebanyak 3 eT/s. Dan api yang menyala di kawasan yang sama mengurangkan penyejukan sebanyak 0.5 eT/s.

• Penyejukan kecemasan (sehingga versi 1.106).

• Baldi air yang diletakkan di dalam teras menyejukkan bejana reaktor nuklear sebanyak 250 eT jika ia dipanaskan sekurang-kurangnya 4,000 eT.
• Ais menyejukkan badan sebanyak 300 eT jika ia dipanaskan sekurang-kurangnya 300 eT.

Klasifikasi reaktor nuklear

Reaktor nuklear mempunyai klasifikasi sendiri: MK1, MK2, MK3, MK4 dan MK5. Jenis ditentukan oleh pembebasan haba dan tenaga, serta beberapa aspek lain. MK1 adalah yang paling selamat, tetapi menghasilkan tenaga paling sedikit. MK5 menghasilkan tenaga paling banyak apabila kemungkinan besar letupan.

MK1

Jenis reaktor paling selamat, yang tidak panas sama sekali, dan pada masa yang sama menghasilkan tenaga paling sedikit. Terbahagi kepada dua subjenis: MK1A - yang mematuhi syarat kelas, tanpa mengira persekitaran dan MK1B - yang memerlukan penyejukan pasif untuk memenuhi piawaian Kelas 1.

MK2

Jenis reaktor yang paling optimum, yang, apabila beroperasi pada kuasa penuh, tidak memanaskan lebih daripada 8500 eT setiap kitaran (masa di mana rod bahan api berjaya menyahcas sepenuhnya atau 10,000 saat). Oleh itu, ini adalah kompromi haba/tenaga yang optimum. Untuk jenis reaktor ini juga terdapat klasifikasi berasingan MK2x, di mana x ialah bilangan kitaran yang reaktor akan beroperasi tanpa terlalu panas kritikal. Nombornya boleh dari 1 (satu kitaran) hingga E (16 kitaran atau lebih). MK2-E ialah piawaian antara semua reaktor nuklear, kerana ia boleh dikatakan kekal. (Iaitu, sebelum akhir kitaran ke-16 reaktor akan mempunyai masa untuk menyejukkan kepada 0 eT)

MK3

Reaktor yang boleh menjalankan sekurang-kurangnya 1/10 daripada kitaran penuh tanpa penyejatan air/blok lebur. Lebih berkuasa daripada MK1 dan MK2, tetapi memerlukan pengawasan tambahan, kerana selepas beberapa lama suhu boleh mencapai tahap kritikal.

MK4

Reaktor yang boleh beroperasi sekurang-kurangnya 1/10 daripada kitaran penuh tanpa letupan. Jenis operasi yang paling berkuasa Reaktor Nuklear yang paling memerlukan perhatian. Memerlukan pengawasan berterusan. Buat pertama kali ia mengeluarkan kira-kira 200,000 hingga 1,000,000 eE.

MK5

Reaktor nuklear kelas 5 tidak boleh beroperasi, terutamanya digunakan untuk membuktikan fakta bahawa ia meletup. Walaupun adalah mungkin untuk membuat reaktor berfungsi bagi kelas ini, tidak ada gunanya berbuat demikian.

Klasifikasi tambahan

Walaupun reaktor sudah mempunyai sebanyak 5 kelas, reaktor kadangkala dibahagikan kepada beberapa subkelas yang lebih kecil tetapi penting bagi jenis penyejukan, kecekapan dan prestasi.

Menyejukkan

-SUC(penyejuk sekali guna - penggunaan sekali elemen penyejuk)

• Sebelum versi 1.106, tanda ini menunjukkan penyejukan kecemasan reaktor (menggunakan baldi air atau ais). Lazimnya, reaktor sebegini jarang digunakan atau tidak digunakan langsung kerana fakta bahawa reaktor mungkin tidak beroperasi terlalu lama tanpa pengawasan. Ini biasanya digunakan untuk Mk3 atau Mk4.
• Selepas versi 1.106 kapasitor haba muncul. Subkelas -SUC kini menandakan kehadiran kapasitor haba dalam litar. Kapasiti haba mereka boleh dipulihkan dengan cepat, tetapi ini memerlukan penggunaan habuk merah atau lapis lazuli.

Kecekapan

Kecekapan ialah purata bilangan denyutan yang dihasilkan oleh rod bahan api. Secara kasarnya, ini ialah bilangan berjuta-juta tenaga yang diperoleh hasil daripada operasi reaktor, dibahagikan dengan bilangan rod bahan api. Tetapi dalam kes litar pengayaan, sebahagian daripada denyutan dibelanjakan untuk pengayaan, dan dalam kes ini kecekapan tidak sepadan dengan tenaga yang diterima dan akan lebih tinggi.

Rod bahan api berkembar dan empat kali ganda mempunyai kecekapan asas yang lebih tinggi berbanding dengan batang tunggal. Dengan sendirinya, elemen bahan api tunggal menghasilkan satu nadi, dua kali ganda - dua, empat kali ganda - tiga. Jika salah satu daripada empat sel jiran mengandungi unsur bahan api lain, unsur bahan api yang habis atau pemantul neutron, maka bilangan denyutan bertambah satu, iaitu maksimum 4 lagi. Daripada perkara di atas menjadi jelas bahawa kecekapan tidak boleh kurang daripada 1 atau lebih daripada 7.

Subkelas lain

Kadangkala anda mungkin melihat huruf tambahan, singkatan atau simbol lain pada gambar rajah reaktor. Walaupun simbol ini digunakan (contohnya, subkelas -SUC tidak didaftarkan secara rasmi sebelum ini), ia tidak begitu popular. Oleh itu, anda boleh memanggil reaktor anda walaupun Mk9000-2 EA^ dzhigurda, tetapi jenis reaktor ini tidak akan difahami dan akan dianggap sebagai jenaka.

Pembinaan reaktor

Kita semua tahu bahawa reaktor menjadi panas dan letupan boleh berlaku secara tiba-tiba. Dan kita perlu mematikan dan menghidupkannya. Yang berikut menerangkan cara anda boleh melindungi rumah anda, serta cara memanfaatkan sepenuhnya reaktor yang tidak akan meletup. Dalam kes ini, anda sepatutnya sudah mempunyai 6 ruang reaktor dipasang.

Pemandangan reaktor dengan ruang. Reaktor nuklear di dalam.

1. Tutup reaktor dengan batu bertetulang (5x5x5)
2. Lakukan penyejukan pasif, iaitu, isi seluruh reaktor dengan air. Isi dari atas kerana air akan mengalir ke bawah. Menggunakan skema ini, reaktor akan disejukkan sebanyak 33 eT sesaat.
3. Buat jumlah maksimum tenaga yang dijana dengan rod penyejuk, dsb. Berhati-hati, kerana jika 1 penyebar haba tersalah letak, bencana boleh berlaku! (gambar rajah ditunjukkan untuk versi sehingga 1.106)
4. Untuk mengelakkan MFE kami meletup dari voltan tinggi, kami memasang transformer seperti dalam gambar.

Reaktor Mk-V EB

Ramai orang tahu bahawa kemas kini membawa perubahan. Salah satu daripada kemas kini ini termasuk rod bahan api baharu - dwi dan empat kali ganda. Rajah di atas tidak sesuai dengan rod bahan api ini. Di bawah adalah penerangan terperinci tentang pembuatan reaktor yang agak berbahaya tetapi berkesan. Untuk melakukan ini, IndustrialCraft 2 memerlukan Kawalan Nuklear. Reaktor ini mengisi MFSU dan MFE dalam kira-kira 30 minit masa nyata. Malangnya, ini adalah reaktor kelas MK4. Tetapi ia menyelesaikan tugasnya dengan memanaskan sehingga 6500 eT. Adalah disyorkan untuk memasang 6500 pada penderia suhu dan menyambungkan penggera dan sistem penutupan kecemasan kepada penderia. Jika penggera menjerit selama lebih daripada dua minit, maka lebih baik untuk mematikan reaktor secara manual. Pembinaannya sama seperti di atas. Hanya lokasi komponen telah diubah.

Kuasa keluaran: 360 EU/t

Jumlah EE: 72,000,000 EE

Masa penjanaan: 10 min. 26 saat.

Masa Muat Semula: Mustahil

Kitaran maksimum: 6.26% kitaran

Jumlah masa: Tidak pernah

Perkara yang paling penting dalam reaktor sedemikian ialah jangan biarkan ia meletup!

Reaktor EA+ Breeder Mk-II-E-SUC dengan keupayaan untuk memperkayakan unsur bahan api yang telah habis

Jenis reaktor yang agak berkesan tetapi mahal. Ia menghasilkan 720,000 eT seminit dan kapasitor memanaskan sebanyak 27/100, oleh itu, tanpa menyejukkan kapasitor, reaktor akan menahan kitaran 3 minit, dan yang ke-4 hampir pasti akan meletupkannya. Ia adalah mungkin untuk memasang elemen bahan api yang habis untuk pengayaan. Adalah disyorkan untuk menyambungkan reaktor kepada pemasa dan memasukkan reaktor dalam "sarcophagus" yang diperbuat daripada batu bertetulang. Disebabkan oleh voltan keluaran tinggi (600 EU/t), wayar voltan tinggi dan pengubah HV diperlukan.

Kuasa keluaran: 600 EU/t

Jumlah eE: 120,000,000 eE

Masa penjanaan: Kitaran penuh

Reaktor Mk-I EB

Unsur-unsur tidak panas sama sekali, 6 rod bahan api empat kali ganda berfungsi.

Kuasa keluaran: 360 EU/t

Jumlah EE: 72,000,000 EE

Masa penjanaan: Kitaran penuh

Masa Caj semula: Tidak Diperlukan

Kitaran maksimum: Nombor tak terhingga

Jumlah masa: 2 jam 46 minit 40 saat.

Reaktor Mk-I EA++

Berkuasa rendah, tetapi menjimatkan dari segi bahan mentah dan murah untuk dibina. Memerlukan pemantul neutron.

Kuasa keluaran: 60 EU/t

Jumlah eE: 12,000,000 eE

Masa penjanaan: Kitaran penuh

Masa Caj semula: Tidak Diperlukan

Kitaran maksimum: Nombor tak terhingga

Jumlah masa: 2 jam 46 minit 40 saat.

Reaktor Mk-I EA*

Kuasa sederhana tetapi agak murah dan sangat cekap. Memerlukan pemantul neutron.

Kuasa keluaran: 140 EU/t

Jumlah EE: 28,000,000 EE

Masa penjanaan: Kitaran penuh

Masa Caj semula: Tidak Diperlukan

Kitaran maksimum: Nombor tak terhingga

Jumlah masa: 2 jam 46 minit 40 saat.

Reaktor EA+ Penternak Mk-II-E-SUC, pengayaan uranium

Padat dan murah untuk membina pengayaan uranium. Masa operasi yang selamat ialah 2 minit 20 saat, selepas itu disyorkan untuk membaiki kapasitor lapis lazuli (membaiki satu - 2 lapis lazuli + 1 redstone), yang memerlukan pemantauan berterusan reaktor. Juga, disebabkan pengayaan yang tidak sekata, adalah disyorkan untuk menukar rod yang sangat diperkaya dengan yang diperkaya lemah. Pada masa yang sama, ia boleh menghasilkan 48,000,000 eE setiap kitaran.

Kuasa keluaran: 240 EU/t

Jumlah EE: 48,000,000 EE

Masa penjanaan: Kitaran penuh

Masa Caj semula: Tidak Diperlukan

Kitaran maksimum: Nombor tak terhingga

Jumlah masa: 2 jam 46 minit 40 saat.

Reaktor EC Mk-I

reaktor "Bilik". Ia mempunyai kuasa yang rendah, tetapi ia sangat murah dan benar-benar selamat - semua penyeliaan reaktor turun untuk menggantikan rod, kerana penyejukan melalui pengudaraan melebihi penjanaan haba sebanyak 2 kali ganda. Sebaik-baiknya letakkannya berdekatan dengan MFE/MFSU dan konfigurasikannya untuk mengeluarkan isyarat batu merah apabila dicas separa (Pancarkan jika terisi separa), jadi reaktor akan mengisi stor tenaga secara automatik dan dimatikan apabila ia penuh. Untuk membuat semua komponen anda memerlukan 292 kuprum, 102 besi, 24 emas, 8 batu merah, 7 getah, 7 timah, 2 unit habuk ringan dan lapis lazuli, serta 6 unit bijih uranium. Ia menghasilkan 16 juta eU setiap kitaran.

Kuasa keluaran: 80 EU/t

Jumlah EE: 32,000,000 EE

Masa penjanaan: Kitaran penuh

Masa Caj semula: Tidak Diperlukan

Kitaran maksimum: Nombor tak terhingga

Jumlah masa: kira-kira 5 jam 33 minit. 00 saat.

Pemasa Reaktor

Reaktor kelas MK3 dan MK4 memang menghasilkan banyak tenaga dalam masa yang singkat, tetapi mereka cenderung meletup tanpa pengawasan. Tetapi dengan bantuan pemasa, anda boleh membuat walaupun reaktor berubah-ubah ini berfungsi tanpa terlalu panas kritikal dan membolehkan anda pergi, sebagai contoh, untuk menggali pasir untuk ladang kaktus anda. Berikut ialah tiga contoh pemasa:

• Pemasa diperbuat daripada dispenser, butang kayu dan anak panah (Gamb. 1). Anak panah yang ditembak adalah intipati, jangka hayatnya adalah 1 minit. Apabila menyambungkan butang kayu dengan anak panah yang tersangkut di dalamnya ke reaktor, ia akan berfungsi selama ~ 1 minit. 1.5 saat. Adalah lebih baik untuk membuka akses kepada butang kayu, maka mungkin untuk menghentikan reaktor dengan segera. Pada masa yang sama, penggunaan anak panah dikurangkan, kerana apabila dispenser disambungkan ke butang lain selain daripada kayu, selepas menekan, dispenser melepaskan 3 anak panah sekaligus disebabkan oleh isyarat berganda.
• Pemasa plat tekanan kayu (Gamb. 2). Plat tekanan kayu bertindak balas jika objek jatuh ke atasnya. Item yang digugurkan mempunyai "jangka hayat" selama 5 minit (dalam SMP mungkin terdapat penyelewengan akibat ping), dan jika anda menyambungkan plat ke reaktor, ia akan berfungsi selama ~5 minit. 1 saat. Apabila membuat banyak pemasa, anda boleh meletakkan pemasa ini terlebih dahulu dalam rantai, supaya tidak memasang pengedar. Kemudian keseluruhan rantaian pemasa akan dicetuskan oleh pemain membaling item ke plat tekanan.
• Pemasa pengulang (Gamb. 3). Pemasa pengulang boleh digunakan untuk memperhalusi kelewatan reaktor, tetapi ia sangat menyusahkan dan memerlukan sejumlah besar sumber untuk membuat kelewatan yang kecil. Pemasa itu sendiri ialah garis sokongan isyarat (10.6). Seperti yang anda lihat, ia mengambil banyak ruang, dan kelewatan isyarat ialah 1.2 saat. sebanyak 7 pengulang diperlukan (21

  Penyejukan pasif (sehingga versi 1.106)

  Penyejukan asas reaktor itu sendiri ialah 1. Seterusnya, kawasan 3x3x3 di sekeliling reaktor diperiksa. Setiap ruang reaktor menambah 2 kepada penyejukan. Blok dengan air (sumber atau arus) menambah 1. Bongkah dengan lava (sumber atau arus) berkurangan sebanyak 3. Blok dengan udara dan api dikira secara berasingan. Mereka menambah kepada penyejukan (bilangan blok udara-2×bilangan blok api)/4(jika hasil pembahagian bukan integer, maka bahagian pecahan dibuang). Jika jumlah penyejukan kurang daripada 0, maka ia dianggap sama dengan 0.
  Iaitu, kapal reaktor tidak boleh panas kerana faktor luaran. Dalam kes yang paling teruk, ia tidak akan menjadi sejuk kerana penyejukan pasif.

  Suhu

  Pada suhu tinggi, reaktor mula memberi kesan negatif kepada alam sekitar. Kesan ini bergantung pada pekali pemanasan. Faktor pemanasan=Suhu bejana reaktor semasa/Suhu maksimum, Di mana Suhu reaktor maksimum=10000+1000*bilangan ruang reaktor+100*bilangan termoplat di dalam reaktor.
  Jika pekali pemanasan:

  • <0,4 - никаких последствий нет.
  • >=0.4 - ada peluang 1.5×(pekali pemanasan -0.4) bahawa blok rawak dalam zon akan dipilih 5x5x5, dan jika ia menjadi bongkah mudah terbakar seperti daun, sebarang bongkah kayu, bulu atau katil, ia akan terbakar.
  Iaitu, dengan pekali pemanasan 0.4 kemungkinannya adalah sifar, dengan pekali pemanasan 0.67 ia akan lebih tinggi daripada 100%. Iaitu, dengan pekali pemanasan 0.85 peluangnya ialah 4×(0.85-0.7)=0.6 (60%), dan dengan 0.95 dan lebih tinggi peluangnya ialah 4×(95-70)=1 (100 %). Bergantung pada jenis blok, perkara berikut akan berlaku:
  • jika ia adalah blok pusat (reaktor itu sendiri) atau blok batuan dasar, maka tidak akan ada kesan.
  • bongkah batu (termasuk tangga dan bijih), bongkah besi (termasuk blok reaktor), lava, tanah, tanah liat akan bertukar menjadi aliran lava.
  • jika ia adalah blok udara, maka akan ada percubaan untuk menyalakan api di tempatnya (jika tiada blok pepejal berdekatan, api tidak akan muncul).
  • blok yang tinggal (termasuk air) akan menguap, dan di tempatnya juga akan ada percubaan untuk menyalakan api.
  • >=1 - Letupan! Kuasa letupan asas ialah 10. Setiap elemen bahan api dalam reaktor meningkatkan kuasa letupan sebanyak 3 unit, dan setiap pelapisan reaktor mengurangkannya sebanyak satu. Juga, kuasa letupan dihadkan kepada maksimum 45 unit. Dari segi bilangan blok yang dijatuhkan, letupan ini serupa dengan bom nuklear; 99% daripada blok selepas letupan akan dimusnahkan, dan penurunan hanya 1%.

  Pengiraan pemanasan atau elemen bahan api yang diperkaya rendah, kemudian kapal reaktor dipanaskan sebanyak 1 eT.

• Jika ini adalah baldi air, dan suhu kapal reaktor adalah lebih daripada 4000 eT, maka kapal itu disejukkan sebanyak 250 eT, dan baldi air digantikan dengan baldi kosong.
• Jika ini adalah baldi lava, maka bekas reaktor dipanaskan sebanyak 2000 eT, dan baldi lava digantikan dengan baldi kosong.
• Jika ini adalah bongkah ais, dan suhu bekas adalah lebih daripada 300 eT, maka bekas itu disejukkan sebanyak 300 eT, dan jumlah ais dikurangkan sebanyak 1. Iaitu, keseluruhan timbunan ais tidak akan menguap sekaligus.
• Jika ini adalah penyebar haba, maka pengiraan berikut dijalankan:
  • 4 sel bersebelahan diperiksa, mengikut susunan berikut: kiri, kanan, atas dan bawah.

1. Jika baki lebih besar daripada 6, ia sama dengan 6.
2. Jika elemen bersebelahan adalah kapsul penyejuk, maka ia memanaskan sehingga nilai baki yang dikira.
3. Jika ini adalah pelapisan reaktor, maka pengiraan tambahan pemindahan haba dilakukan.

• Jika tiada kapsul penyejuk berhampiran plat ini, maka plat akan memanaskan sehingga nilai baki yang dikira (haba dari penyebar haba tidak mengalir ke elemen lain melalui plat haba).
• Sekiranya terdapat kapsul penyejuk, maka ia diperiksa sama ada keseimbangan haba boleh dibahagikan dengan bilangannya tanpa baki. Jika ia tidak membahagi, maka keseimbangan haba meningkat sebanyak 1 eT, dan plat disejukkan sebanyak 1 eT sehingga ia membahagi sepenuhnya. Tetapi jika pelapisan reaktor telah sejuk dan baki tidak dibahagikan sepenuhnya, maka ia menjadi panas, dan baki berkurangan sehingga ia mula membahagi sepenuhnya.
• Dan, oleh itu, unsur-unsur ini dipanaskan pada suhu yang sama dengan Baki/kuantiti.

1. Ia diambil modulo, dan jika ia lebih besar daripada 6, maka ia sama dengan 6.
2. Penyebar haba memanaskan sehingga nilai keseimbangan.
3. Unsur bersebelahan disejukkan oleh nilai baki.

• Imbangan haba antara penyebar haba dan perumah dikira.

• Jika bakinya positif, maka:

1. Jika baki lebih daripada 25, ia bersamaan dengan 25.
2. Penyebar haba disejukkan dengan nilai baki yang dikira.
3. Bekas reaktor dipanaskan kepada nilai baki yang dikira.

• Jika baki negatif, maka:

1. Ia diambil modulo dan jika ternyata lebih daripada 25, maka ia sama dengan 25.
2. Penyebar haba memanaskan sehingga nilai baki yang dikira.
3. Bekas reaktor disejukkan kepada nilai baki yang dikira.

• Jika ini adalah rod bahan api, dan reaktor tidak ditenggelamkan oleh isyarat debu merah, maka pengiraan berikut dijalankan:

• kurang daripada 3000 - peluang 1/8 (12.5%);
• daripada 3000 dan kurang daripada 6000 - 1/4 (25%);
• daripada 6000 dan kurang daripada 9000 - 1/2 (50%);
• 9000 atau lebih tinggi - 1 (100%).

• 0? bekas reaktor dipanaskan sebanyak 10 eT.
• 1: Elemen penyejuk memanaskan sebanyak 10 eT.
• 2: unsur penyejuk memanaskan sebanyak 4 eT setiap satu.
• 3: setiap satu dipanaskan oleh 2 eT.
• 4: setiap satu dipanaskan oleh 1 eT.

Contoh pengiraan

Terdapat program yang mengira litar ini. Untuk pengiraan yang lebih dipercayai dan pemahaman yang lebih baik tentang proses itu, adalah berbaloi untuk menggunakannya.

Kita ambil contoh skim ini dengan tiga batang uranium.

Nombor menunjukkan susunan pengiraan unsur dalam skema ini, dan kami akan menggunakan nombor yang sama untuk menandakan unsur supaya tidak keliru.

Sebagai contoh, mari kita mengira taburan haba dalam saat pertama dan kedua. Kami akan menganggap bahawa pada mulanya tidak ada pemanasan unsur-unsur, penyejukan pasif adalah maksimum (33 eT), dan kami tidak akan mengambil kira penyejukan termoplat.

Langkah pertama.

• Suhu kapal reaktor ialah 0 eT.
• 1 - Selongsong reaktor (RP) belum lagi dipanaskan.
• 2 - Kapsul penyejuk (OxC) belum lagi dipanaskan, dan tidak akan lagi sejuk pada langkah ini (0 eT).
• 3 - TVEL akan memperuntukkan 8 eT (2 kitaran 4 eT setiap satu) kepada TP pertama (0 eT), yang akan memanaskannya kepada 8 eT, dan kepada OxC ke-2 (0 eT), yang akan memanaskannya kepada 8 eT.
• 4 - OxC belum lagi dipanaskan, dan tidak akan ada penyejukan pada langkah ini (0 eT).
• 5 - Penyebar haba (HR), yang belum dipanaskan, akan mengimbangi suhu dengan 2m OxC (8 eT). Ia akan menyejukkannya kepada 4 eT dan memanaskan sehingga 4 eT.

• 6 - TVEL akan memperuntukkan 12 eT (3 kitaran 4 eT setiap satu) kepada TP ke-5 (1 eT), yang akan memanaskannya kepada 13 eT, dan kepada TP ke-7 (0 eT), yang akan memanaskannya kepada 12 eT.
• 7 - TP sudah dipanaskan kepada 12 eT dan boleh menyejukkan dengan peluang 10%, tetapi kami tidak mengambil kira peluang untuk menyejukkan di sini.
• 8 - TP (0 eT) akan mengimbangi suhu TP ke-7 (12 eT), dan mengambil 6 eT daripadanya. TP ke-7 akan menyejukkan kepada 6 eT, dan TP ke-8 akan memanaskan sehingga 6 eT.

• 9 - OxC (3 eT) akan menyejuk kepada 2 eT.
• 10 - OxC (2 eT) akan menyejuk kepada 1 eT.
• 11 - TVEL akan memperuntukkan 8 eT (2 kitaran 4 eT setiap satu) kepada OxC ke-10 (1 eT), yang akan memanaskannya kepada 9 eT, dan kepada TP ke-13 (0 eT), yang akan memanaskannya kepada 8 eT.

Dalam rajah, anak panah merah menunjukkan pemanasan daripada rod uranium, anak panah biru menunjukkan pengimbangan haba oleh pengedar haba, anak panah kuning menunjukkan pengagihan tenaga ke kapal reaktor, anak panah coklat menunjukkan pemanasan akhir unsur-unsur pada langkah ini, anak panah biru menunjukkan penyejukan untuk penyejukan. kapsul. Nombor di sudut kanan atas menunjukkan pemanasan akhir, dan untuk rod uranium, masa operasi.

Pemanasan akhir selepas langkah pertama:

• kapal reaktor - 1 eT
• 1TP - 8 eT
• 2ОхС - 4еТ
• 4ОхС - 1еТ
• 5TP - 13 eT
• 7TP - 6 eT
• 8TP - 1 eT
• 9ОхС - 2еТ
• 10ОхС - 9еТ
• 12ОхС - 0еТ
• 13TP - 8 eT

Langkah kedua.

• Kapal reaktor akan menyejuk hingga 0 eT.
• 1 - TP, jangan ambil kira penyejukan.
• 2 - OxC (4 eT) akan menyejuk kepada 3 eT.
• 3 - TVEL akan memperuntukkan 8 eT (2 kitaran 4 eT setiap satu) kepada TP pertama (8 eT), yang akan memanaskannya kepada 16 eT, dan kepada OxC ke-2 (3 eT), yang akan memanaskannya kepada 11 eT.
• 4 - OxC (1 eT) akan menyejuk kepada 0 eT.
• 5 - TP (13 eT) akan mengimbangi suhu dengan 2m OxC (11 eT). Ia akan memanaskannya sehingga 12 eT, dan ia akan menyejukkan hingga 12 eT.

• 6 - TVEL akan memperuntukkan 12 eT (3 kitaran 4 eT setiap satu) kepada TP ke-5 (5 eT), yang akan memanaskannya kepada 17 eT, dan kepada TP ke-7 (6 eT), yang akan memanaskannya kepada 18 eT.
• 7 - TP (18 eT), jangan ambil kira penyejukan.
• 8 - TP (1 eT) akan mengimbangi suhu TP ke-7 (18 eT) dan mengambil 6 eT daripadanya. TP ke-7 akan menyejukkan kepada 12 eT, dan TP ke-8 akan memanaskan sehingga 7 eT.

• 9 - OxC (4 eT) akan menyejuk kepada 3 eT.
• 10 - OxC (10 eT) akan menyejuk hingga 9 eT.
• 11 - TVEL akan memperuntukkan 8 eT (2 kitaran 4 eT setiap satu) kepada OxC ke-10 (9 eT), yang akan memanaskannya kepada 17 eT, dan kepada TP ke-13 (8 eT), yang akan memanaskannya kepada 16 eT.
• 12 - OxC (1 eT) akan menyejuk kepada 0 eT.
• 13 - TP (8 eT), jangan ambil kira penyejukan.

Pemanasan akhir selepas langkah kedua:

• kapal reaktor - 4 eT
• 1TP - 16 eT
• 2ОхС - 12 eT
• 4ОхС - 2еТ
• 5TP - 17 eT
• 7TP - 12 eT
• 8TP - 4 eT
• 9ОхС - 3еТ
• 10ОхС - 17еТ
• 12ОхС - 0еТ
• 13TP - 16 eT